AT504106A4 - Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge - Google Patents
Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge Download PDFInfo
- Publication number
- AT504106A4 AT504106A4 AT0141006A AT14102006A AT504106A4 AT 504106 A4 AT504106 A4 AT 504106A4 AT 0141006 A AT0141006 A AT 0141006A AT 14102006 A AT14102006 A AT 14102006A AT 504106 A4 AT504106 A4 AT 504106A4
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- mains
- current
- transformer
- converter
- voltage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/40—Means for preventing magnetic saturation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers, welcher eine Netzspannung eines einphasigen Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter über einen Transformator ein Netzstrom zugeführt wird und am Netzstromrichter ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung erzeugt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens . Netzstromrichter für netzgespeiste Traktionsantriebe in Schienenfahrzeugen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt (siehe Figur 1) . Über einen Stromabnehmer wird die Netzspannung einer speisenden Oberleitung (z.B 15 kV, 16 2/3 Hz) abgegriffen und einer Primärwicklung eines Transformators zugeführt, wobei die Gleisanlagen das Bezugspotenzial bilden. Eine Sekundärwicklung des Transformators speist über den geregelten Netzstromrichter einen Spannungszwischenkreis mit einer durch die Regelung des Netzstromrichters konstant gehaltenen Zwischenkreisgleichspannung. Dabei ist der Netzstromrichter vorzugsweise als Vierquadrantensteller ausgebildet, da sich damit ein Strom weitgehend beliebiger Phasenlage zur FahrdrahtSpannung einstellen lässt. Ein an der Zwischenkreisgleichspannung liegender Maschinenstromrichter speist einen Drehstromasynchronmotor mit variabler Frequenz und Spannung, um im Motor bei der vorliegenden Drehzahl das gewünschte Antriebsmoment zu erzeugen. Durch verschiedene Einflussfaktoren treten im Netzstrom Harmonische auf , insbesondere durch eine Vormagnetisierung des Transformators mit einem damit verbundenen starken Anstieg des Magnetisierungsstromes . Diese Harmonischen sind vor allem dann unerwünscht, wenn bestimmte Frequenzen betroffen sind, welche von Bahnbetreibern in vielen Ländern für die Zugssicherungstechnik verwendet werden. So werden beispielsweise in Österreich und Deutschland Wechselspannungssignale mit einer Frequenz von 100 Hz zur Gleisüberwachung eingesetzt, wobei diese Frequenz der 6. Harmonischen in einem 16 2/3 Hz Netz entspricht. Dabei ist eine Strecke in Gleiskreise unterteilt, an deren Beginn eine 100 Hz WechselSpannung zwischen beiden Schienen anliegt. Am Ende eines Gleiskreises detektiert ein frequenzselektives Empfangsrelais die Spannung zwischen den Schienen. Liegt die eingespeiste Wechselspannung noch an, so zieht das Relais an und meldet den Gleiskreis als frei. Befindet sich jedoch ein Zug auf dem Gleiskreis, wird das eingespeiste Signal durch die Achsen des Zuges kurzgeschlossen und das Empfangsrelais fällt ab. Der Gleiskreis wird damit als besetzt gemeldet. Durch den Rückstrom eines Triebfahrzeugs kann es zu einer Beeinflussung der Funktion eines Gleiskreises kommen, wenn im Netzstrom eine 100 Hz Harmonische enthalten ist. Um Fehlfunktionen eines Gleiskreises zu vermeiden, darf der 100 Hz Störstrom des Triebfahrzeugs einen Grenzwert (z.B. 2A) nicht überschreiten. Deshalb ist nach dem Stand der Technik bei modernen Schienenfahrzeugen eine 100 Hz Störstromüberwachungseinrichtung vorgesehen, welche im Falle einer unzulässigen 100 Hz Störstromüberschreitung das Triebfahrzeug mittels eines Hauptschalters vom Netz trennt. Zur Unterdrückung der 100 Hz Harmonischen im Netzstrom ist aus der österreichischen Patentschrift AT 408 296 B ein Verfahren für einen Vierquadrantensteller bekannt, bei welchem Gleichanteile im sekundärseitigen Strom in einem Gleichstromregelkreis erfasst und zu Null ausregelt werden. Die grundlegende Regelung eines ein- oder mehrfachen Vierquadranten-Netzstromrichters ist dabei aus der österreichischen Patentschrift AT 224 196 bekannt. Zusätzlich ist in der AT 408 296 B eine Oberschwingungsregelung angegeben, mit der gezielt einzelne Harmonische - insbesondere auch geradzahlige Harmonische unterdrückt werden können. Allerdings erfasst dieses Verfahren nur sekundärseitige Harmonische und nicht durch primärseitige Gleichstromvormagnetisierung hervorgerufene geradzahlige Harmonische im Primärstrom. Ein weiteres Verfahren zur Vermeidung von 100 Hz Harmonischen ist aus der DE 44 34 378 Cl bekannt. Dabei wird neben der 100 Hz Harmonischen auch die 50 Hz Stromoberschwingung durch eine in die Regelung eines Vierquadrantenstellers implementierte Störstromregelung unterdrückt. Eine primärseitige Vormagnetisierung des Transformators wird dabei nicht erfasst . In der JP 12 05 307 wird eine Verfahren zur Detektion einer Gleichstromvormagnetisierung des Transformators eines an einem einphasigen Wechselstromnetz betriebenen Fahrzeugs angegeben, mit welchem eine primärseitige Gleichstromvormagnetisierung detektiert werden kann. Dieses Verfahren basiert auf der Gleichrichtung des gemessenen Primärstromes und einem nachgeschaltetem Bandpassfilter, welches auf die Netzfrequenz abgestimmt ist. Liegt keine Gleichstromvormagnetisierung vor, so enthält das Signal zufolge der Gleichrichtung nur geradzahlige Harmonische, jedoch keinen Spektralanteil bei der Netzfrequenz. Das Ausgangssignal des Bandpassfilters ist daher Null. Liegt Gleichstromvormagnetisierung vor, so enthält das Signal zufolge der Halbwellenunsymmetrie nach der Gleichrichtung einen netzfrequenten Anteil, der am Ausgang des Bandpassfilters gemessen werden kann. Eine Massnahme zur Vermeidung einer primärseitigen Vormagnetisierung wird dabei nicht angegeben. Triebfahrzeuge können äusseren Bedingungen ausgesetzt sein, die zu einer primärseitigen Vormagnetisierung des Transformators führen. So ist beispielsweise bekannt, dass bei mit Raureif überzogenen Oberleitungen infolge niedriger Temperaturen Lichtbögen zwischen Oberleitung und Stromabnehmer auftreten. Die Eigenschaften dieser Lichtbögen sind dabei von der Polarität der Netzspannung abhängig, so dass der abgegriffene Netzstrom einen erheblichen Gleichstromanteil aufweist (siehe dazu L. Buhrkall: "DC components due to ice on the overhead contact wire of AC electrified railways" , Elektrische Bahnen 103 (2005), Heft 8, Seite 380-389) . Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist eine Vermeidung von 100 Hz Stromoberschwingungen infolge hoher primärseitiger Vormagnetisierung - z.B. durch vereiste Oberleitungen - nicht möglich. Bei Triebfahrzeugen mit einer oben beschriebenen 100 Hz Störstromüberwachungseinrichtung führen derartige Betriebsbedingungen infolge zu hoher primärseitiger 100 Hz Stromoberschwingungen zum Abschalten des Hauptschalters und damit zum Ausfall des Triebfahrzeugs. Bei älteren Triebfahrzeugen ohne 100 Hz Störstromüberwachungseinrichtung kann es zu Fehlfunktionen der Zugsicherungstechnik kommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Verfahren der eingangs genannten Art eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik anzugeben. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers, welcher eine Netzspannung eines einphasigen Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter über einen Transformator ein Netzstrom zugeführt wird und am Netzstromrichter ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung erzeugt wird, wobei auf der Transformatorprimärseite ein Gleichstromanteil des Netzstromes mittels geeigneter Mess- und Auswerteeinrichtungen detektiert wird und wobei ein dem Gleichstromanteil entsprechender Gleichstromsollwert einem Stromsollwert einer sekundärseitigen Stromregelung des Netzstromrichters in der Weise überlagert wird, dass ein von der Stromregelung eingestellter sekundärseitiger Gleichstrom einer Vormagnetisierung des Transformators entgegenwirkt. Mit diesem Verfahren ist sichergestellt, dass der Transformator nicht durch primärseitige Gleichstromanteile des Netzstromes vormagnetisiert wird. Damit erfolgt kein Anstieg des Magnetisierungsstromes und es entstehen keine Harmonischen, die zum Ansprechen einer Störstromüberwachungseinrichtung führen könnten. Triebfahrzeuge mit Netzstromrichtern, die mit diesem Verfahren betrieben werden, sind somit ausfallssicherer als Treibfahrzeuge nach dem Stand der Technik, selbst bei vereister Oberleitung mit Lichtbogenbildung. Eine vorteilhafte Ausprägung der Erfindung sieht vor, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines aktiven Netzstromwandlers und einer geeigneten Auswerteeinrichtung detektiert wird. Mit einem derartigen Wandler wird ein primärseitiger Gleichstromanteil direkt erfasst und unmittelbar einer Regelung zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertes zugeführt. Es ist aber auch vorteilhaft, wenn der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines passiven Netzstromwandlers und eines passiven Netzspannungswandlers und einer geeigneten Auswerteeinrichtung durch eine Analyse der zweiten Oberschwingung des Netzstromes detektiert wird. Derartige passive Wandler sind in der Regel in einem Triebfahrzeug vorhanden, so dass keine zusätzlichen Wandler eingebaut werden müssen. Gegenüber dem Einsatz aktiver Wandler reduziert sich somit der Herstellungsaufwand. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass gegenüber aktiven Wandlern bei passiven Wandlern keine Offsetabgleich-Verfahren zur Justierung erforderlich sind. Dabei ist es von Vorteil, wenn in einem Vormagnetisierungsdetektor mittels einer Diskreten Fourier Transformation der komplexe Zeitzeiger der zweiten Oberschwingung des Netzstromes ermittelt wird und wenn das Ausmass der Vormagnetisierung als Amplitude dieses Zeitzeigers bestimmt wird und wenn aus der Phasenlage der zweiten Oberschwingung des Netzstromes zur Grundschwingung der Netzspannung die Richtung der Vormagnetisierung bestimmt wird und wenn des Weiteren Ausmass und Richtung der Vormagnetisierung einem Vormagnetisierungsregler zugeführt werden. In diesem Vormagnetisierungsregler wird daraus ein Gleichstromsollwert für die Stromregelung des Netzstromrichters bestimmt. Damit ist das Verfahren unter ausschliesslicher Nutzung der für die Regelung des Netzstromrichters bereits vorhandenen Hardware durchführbar. Die für die Bestimmung der Vormagnetisierung angegebenen Verfahrensschritte können problemlos in der vorhandenen Hardware implementiert werden. Für eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn auf der Transformatorprimärseite geeignete Messeinrichtungen zur Erfassung des Netzstromes und der Netzspannung vorgesehen sind und wenn diese Messeinrichtungen mit einer Auswerteeinrichtung zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals verbunden sind. Dabei ist des Weiteren auf der Transformatorsekundärseite eine Messeinrichtung zur Erfassung des sekundärseitigen Stromes vorgesehen und ein Stromregler zur Ansteuerung des Netzstromrichters angeordnet, welchem ein aus einem Sollwertsignal, dem GleichstromsollwertSignal und einem Messsignal des sekundärseitigen Stromes gebildetes Eingangssignal zugeführt ist . Mit dieser Anordnung ist sichergestellt, dass die ZwischenkreisSpannung verlässlich auf einem konstanten Wert bleibt und dass alle Funktionen des Traktionsantriebes unbeeinflusst von der Vormagnetisierungsunterdrückung aufrecht sind. Dabei umfassen die Messeinrichtungen bei der ersten Ausführungsform einen aktiven Netzstromwandler und die Auswerteeinrichtung umfasst ein Tiefpassfilter und einen Gleichstromregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals . Bei der zweiten Ausführungsform umfassen die Messeinrichtungen einen passiven Netzstromwandler und einen passiven Netzspannungswandler und die Auswerteeinrichtung einen Vormagnetisierungsdetektor und einen Vormagnetisierungsregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals . Von Vorteil ist es des Weiteren, wenn der Netzstromrichter als Vierquadrantensteller ausgebildet ist. Der Netzstrom kann damit in einfacher Weise in Phase zur Netzspannung geregelt werden und es ist die Möglichkeit der Rückspeisung gegeben. Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 Komponenten eines Traktionsantriebs Fig. 2 Regelungsanordnung mit passiven Messwandlern Fig. 3 Vormagnetisierungsdetektor Fig. 4 Vormagnetisierungsregler Fig. 5 Regelungsanordnung mit aktiven Messwandlern In Figur 1 sind die Komponenten eines elektrischen Traktionsantriebs für Schienenfahrzeuge, gespeist aus einem einphasigen Wechselstromnetz, als Prinzipschaltbild vereinfacht dargestellt. Über einen Stromabnehmer 1 wird die Wechselspannung der speisenden Oberleitung 16 abgegriffen und der Oberspannungswicklung des Traktions-Transformators 2 zugeführt . Die Sekundärwicklung des Transformators 2 speist über einen geregelten Netzstromrichter 3, der vorzugsweise als Vierquadrantensteller ausgeführt ist, einen Spannungszwischenkreis 4 mit einer durch die Regelung des Netzstromrichters 3 konstant gehaltenen Gleichspannung. Der an dieser Gleichspannung liegende Maschinenstromrichter 18 speist einen Drehstrom-Asynchronmotor 19 mit variabler Frequenz und Spannung, um im Drehstrom-Asynchronmotor 19 bei der vorliegenden Drehzahl das gewünschte Antriebsmoment zu erzeugen. Figur 2 zeigt einen Regelkreis für eine beispielhafte Ausprägung der Erfindung mit passiven Messwandlern 8 und 9. Ausgegangen wird dabei von einer Schaltungsanordnung gemäss Figur 1. Mit Strom- und Spannungswandlern 5, 6, 8, 9 werden die Istwerte der für den Betrieb des Netzstromrichters 3 relevanten Grössen erfasst und einem Regler 10 als Messsignale zugeführt. Es sind dies die mit einem Messglied 5 erfasste Spannung Uddes Zwischenkreises 4, der mit einem Transfoshunt 6 erfasste Sekundärstrom iQdes Transformators 2, der mit einem passiven Netzstromwandler 9 erfasste primäre Netzstrom<i>Netz sowie die mit dem passiven Netzspannungswandler 8 erfasste primäre Netzspannung uNetz- Während die Messglieder 5 und 6 sowohl Gleichanteil als auch Wechselanteile erfassen, wird von den passiven Wandlern 8 und 9 nur der Wechselanteil, nicht jedoch allfällige Gleichanteile übertragen. Das dem Regler 10 zugrunde liegende Verfahren ist in der oben genannten Patentschrift AT 224 196 offen gelegt. Der Regler . 10 umfasst eine zweischleifige Kaskadenregelung, bei der ein Spannungsregler 11 durch Vergleich des Istwertes der Zwischenkreisgleichspannung udmit dem gewünschten Spannungssollwert ud,soil einen Stromsollwert iQSo11für die unterlagerte Stromregelung 12 vorgibt. Die Stromregelung 12 steuert unter Berücksichtigung des Istwertes der Netzspannung uNe zbasierend auf dem Vergleich des gemessenen Stromistwertes iQmit dem Sollwert iosoii die Halbleiterschalter des gesteuerten Netzstromrichters 3 an. Die Aufgabe der Vermeidung von Gleichstromvormagnetisierung des Transformators 2 wird durch einen Vormagnetisierungsregler 14 gelöst, der aus dem Ausgangssignal biN,2<*>eines Vormagnetisierungsdetektors 13 einen Gleichstromsollwert iqsoii.DCals Korrekturwert für den Stromsollwert iQSo11des Stromreglers 12 berechnet. Dadurch wird über die Sekundärwicklung des Transformators 2 ein der Vormagnetisierung entgegenwirkender Gleichstrom eingeprägt. Die Funktionsweise des Vormagnetisierungsdetektors 13 ist in Figur 3 dargestellt. Die Vormagnetisierung wird dabei durch Auswertung der 2. Oberschwingung des Netzstromes iNetzerfasst. Bei Vorliegen einer Gleichstromvormagnetisierung des Transformators 2 wird die positive und negative Halbwelle des Netzstromes iNetzstark unsymmetrisch. Dies äussert sich nach Fourier in ausgeprägten geradzahligen Harmonischen, insbesondere in einer gut messbaren 2. Oberschwingung des Netzstromes. Im Vormagnetisierungsdetektor 13 wird daher mittels einer Diskreten Fourier Transformation 100 der <EMI ID=9.1> <EMI ID=10.1> <EMI ID=11.1>
Claims (8)
1. Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters (3) für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers (1) , welcher eine Netzspannung (uNetz) eines einphasigen
Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter (3) über einen Transformator (2) ein Netzstrom (ietz) zugeführt wird und am Netzstromrichter (3) ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung (U ) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite ein Gleichstromanteil des Netzstromes (ietz) mittels Mess- und Auswerteeinrichtungen (8, 9, 15 bzw. 8a, 9a, 15a) detektiert wird und dass aus einem dem Gleichstromanteil entsprechenden Gleichstromsollwert (1QSOII,DC) , einem von einem Spannungsregler (11) vorgegebenen Stromsollwert (iqsoii) und einem Messwert eines sekundärseitigen Stromes (iQ) ein Eingangswert gebildet wird, welcher als Sollwert einer Stromregelung (12) zur Ansteuerung des Netzstromrichters zugeführt wird, sodass ein von der Stromregelung (12) eingestellter sekundärseitiger Gleichstrom einer
Vormagnetisierung des Transformators (2) entgegenwirkt.
1. Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters (3) für Schienenfahrzeuge, wobei mittels eines Stromabnehmers (1) , welcher eine Netzspannung (uNetz) eines einphasigen
Wechselstromnetzes abgreift, dem Netzstromrichter (3) über einen Transformator (2) ein Netzstrom (iNetz) zugeführt wird und am Netzstromrichter (3) ausgangsseitig eine konstante Zwischenkreisgleichspannung (ud) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite ein Gleichstromanteil des Netzstromes (iNez) mittels geeigneter Mess- und Auswerteeinrichtungen (8, 9, 15 bzw. 8a, 9a, 15a) detektiert wird und dass ein dem Gleichstromanteil entsprechender Gleichstromsollwert (iosoii.Dc) einem Stromsollwert (iosoii) einer sekundärseitigen Stromregelung
(12) des Netzstromrichters (3) in der Weise überlagert wird, dass ein von der Stromregelung (12) eingestellter sekundärseitiger Gleichstrom einer Vormagnetisierung des Transformators (2) entgegenwirkt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines aktiven Netzstromwandlers (9a) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15a) detektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines aktiven Netzstromwandlers (9a) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15a) detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines passiven Netzstromwandlers (9) und eines passiven Netzspannungswandlers (8) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15) durch eine Analyse der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der primärseitige Gleichstromanteil mittels eines passiven Netzstromwandlers (9) und eines passiven Netzspannungswandlers (8) und einer geeigneten Auswerteeinrichtung (15) durch eine Analyse der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) detektiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Vormagnetisierungsdetektor (13) mittels einer Diskreten Fourier Transformation der komplexe Zeitzeiger der
zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz)ermittelt wird und dass das Ausmass der Vormagnetisierung als Amplitude dieses Zeitzeigers bestimmt wird und dass aus der Phasenlage der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) zur Grundschwingung der Netzspannung (uNetz) die Richtung der
Vormagnetisierung bestimmt wird und dass des Weiteren Ausmass und Richtung der Vormagnetisierung einem
Vormagnetisierungsregler (14) zugeführt werden und dass in diesem Vormagnetisierungsregler (14) daraus ein Gleichstromsollwert (iQSo11,Dc) für die Stromregelung (12) des Netzstromrichters (3) bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Vormagnetisierungsdetektor (13) mittels einer Diskreten Fourier Transformation der komplexe Zeitzeiger der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNe z) ermittelt wird und dass das Ausmass der Vormagnetisierung als Amplitude
dieses Zeitzeigers bestimmt wird und dass aus der Phasenlage der zweiten Oberschwingung des Netzstromes (iNetz) zur Grundschwingung der Netzspannung (uNetz) die Richtung der Vormagnetisierung bestimmt wird und dass des Weiteren Ausmass und Richtung der Vormagnetisierung einem
Vormagnetisierungsregler (14) zugeführt werden und dass in diesem Vormagnetisierungsregler (14) daraus ein Gleichstromsollwert (iosoii.Dc)für die Stromregelung (12) des Netzstromrichters (3) bestimmt wird.
5. Anordnung, einen Netzstromrichter (3) für Schienenfahrzeuge und einen Stromabnehmer (1) zum Abgreifen einer Netzspannung (uNetz) eines einphasigen
Wechselstromnetzes umfassend, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) zur Erfassung des Netzstromes (iNetz) und der Netzspannung (uNetz) vorgesehen sind und dass diese Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) mit einer
Auswerteeinrichtung (15 bzw. 15a) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals, welches dem Gleichstromanteil des Netzstromes (iNetz) entspricht, verbunden sind, dass auf der Transformatorsekundärseite eine Messeinrichtung (6) zur Erfassung des sekundärseitigen Stromes (iQ) vorgesehen ist und dass des Weiteren ein Stromregler (12) zur Ansteuerung des Netzstromrichters (3) angeordnet ist, welchem ein aus einem Sollwertsignal, dem Gleichstromsollwertsignal und einem Messsignal des sekundärseitigen Stromes (iQ) gebildetes Eingangssignal zugeführt ist.
5. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Transformatorprimärseite geeignete Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) zur Erfassung des Netzstromes (ietz) und der Netzspannung (uNetz) vorgesehen sind und dass diese Messeinrichtungen (8, 9 bzw. 9a) mit einer Auswerteeinrichtung (15 bzw. 15a) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals verbunden sind, dass auf der Transformatorsekundärseite eine Messeinrichtung (6) zur Erfassung des sekundärseitigen Stromes (iQ) vorgesehen ist und dass des Weiteren ein Stromregler (12) zur Ansteuerung des Netzstromrichters (3) angeordnet ist, welchem ein aus einem Sollwertsignal, dem Gleichstromsollwertsignal und einem Messsignal des sekundärseitigen Stromes (iQ) gebildetes Eingangssignal zugeführt ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen aktiven Netzstromwandler (9a) umfasst und dass die Auswerteeinrichtung (15a) ein Tiefpassfilter und einen Gleichstromregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
6. Anordnung nach Anspruch 5 zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen aktiven Netzstromwandler (9a) umfasst und dass die Auswerteeinrichtung (15a) ein
Tiefpassfilter und einen Gleichstromregler zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen einen passiven Netzstromwandler (9) und einen passiven Netzspannungswandler (8) umfassen und dass die Auswerteeinrichtung (15) einen Vormagnetisierungsdetektor (13) und einen
Vormagnetisierungsregler (14) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
7. Anordnung nach Anspruch 5 zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtungen einen passiven Netzstromwandler (9) und einen passiven Netzspannungswandler
*
(8) umfassen und dass die Auswerteeinrichtung (15) einen Vormagnetisierungsdetektor (13) und einen Vormagnetisierungsregler (14) zur Vorgabe eines Gleichstromsollwertsignals umfasst .
8. Anordnung nach einen der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzstromsteller (3) als Vierquadrantensteller ausgebildet ist.
8. Anordnung nach einen der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzstromsteller (3) als
Vierquadrantensteller ausgebildet ist.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0141006A AT504106B1 (de) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge |
| RS20120164A RS52309B (sr) | 2006-08-24 | 2007-06-27 | Proces regulisanja rada ispravljača napona kod šinskih vozila |
| AT07111151T ATE547837T1 (de) | 2006-08-24 | 2007-06-27 | Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge |
| EP07111151A EP1892823B1 (de) | 2006-08-24 | 2007-06-27 | Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge |
| HRP20120439TT HRP20120439T1 (hr) | 2006-08-24 | 2012-05-23 | Postupak reguliranja pretvarača mrežne struje za pružna vozila |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0141006A AT504106B1 (de) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT504106B1 AT504106B1 (de) | 2008-03-15 |
| AT504106A4 true AT504106A4 (de) | 2008-03-15 |
Family
ID=38740186
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| AT0141006A AT504106B1 (de) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge |
| AT07111151T ATE547837T1 (de) | 2006-08-24 | 2007-06-27 | Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| AT07111151T ATE547837T1 (de) | 2006-08-24 | 2007-06-27 | Verfahren zur regelung eines netzstromrichters für schienenfahrzeuge |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1892823B1 (de) |
| AT (2) | AT504106B1 (de) |
| HR (1) | HRP20120439T1 (de) |
| RS (1) | RS52309B (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019210770B4 (de) * | 2019-07-19 | 2021-03-11 | Bombardier Transportation Gmbh | Betreiben eines Schienenfahrzeugs beim Passieren von Trennstellen in einer fahrzeugexternen Stromversorgung |
| CN112183004B (zh) * | 2020-09-30 | 2024-02-13 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种基于cdegs的电网感应电压分析方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2607471B2 (ja) * | 1986-03-17 | 1997-05-07 | 株式会社日立製作所 | パルス幅変調電力変換器の制御装置 |
| JPH0634579B2 (ja) * | 1986-03-28 | 1994-05-02 | 株式会社日立製作所 | Pwm電力変換器の制御装置 |
| JP2510510B2 (ja) * | 1986-03-11 | 1996-06-26 | 株式会社日立製作所 | Pwm電力変換器の制御装置 |
| JP2607648B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1997-05-07 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| JP3186281B2 (ja) * | 1992-12-24 | 2001-07-11 | 株式会社日立製作所 | 交流電気車の制御装置 |
| JPH06233538A (ja) * | 1993-01-28 | 1994-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電気車の制御装置 |
| JPH09140165A (ja) * | 1995-11-16 | 1997-05-27 | Hitachi Ltd | 電力変換器 |
| JPH10210606A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| DE19728318C1 (de) * | 1997-06-27 | 1999-04-01 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Vermeidung der Sättigung von Einphasentransformatoren durch Gleichflüsse |
-
2006
- 2006-08-24 AT AT0141006A patent/AT504106B1/de not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-06-27 EP EP07111151A patent/EP1892823B1/de active Active
- 2007-06-27 AT AT07111151T patent/ATE547837T1/de active
- 2007-06-27 RS RS20120164A patent/RS52309B/sr unknown
-
2012
- 2012-05-23 HR HRP20120439TT patent/HRP20120439T1/hr unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1892823B1 (de) | 2012-02-29 |
| HRP20120439T1 (hr) | 2012-06-30 |
| RS52309B (sr) | 2012-12-31 |
| AT504106B1 (de) | 2008-03-15 |
| EP1892823A3 (de) | 2010-09-15 |
| ATE547837T1 (de) | 2012-03-15 |
| EP1892823A2 (de) | 2008-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2084048B1 (de) | Verfahren und einrichtung zum auswerten von messdaten in eisenbahngleisstromkreisen | |
| EP2917067B1 (de) | Messanordnung und verfahren für das erkennen einer wechselspannung als schienenpotential bei gleichstrombahnsystemen und anwendung der messanordnung | |
| EP3766719B1 (de) | Betreiben eines schienenfahrzeugs beim passieren von trennstellen in einer fahrzeugexternen stromversorgung | |
| EP1892823B1 (de) | Verfahren zur Regelung eines Netzstromrichters für Schienenfahrzeuge | |
| EP0545026A1 (de) | Einrichtung zum sicheren automatischen Steuern des gegenseitigen Abstandes von Fahrzeugen | |
| WO1993003389A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur elektrischen kurzschlussprüfung und -ortung für leitungen, insbesondere für fahrleitungen elektrischer bahnen | |
| EP3631483A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur fehlerortung entlang einer energieversorgungsstrecke bei gleichstromsystemen | |
| DE4330944C2 (de) | Verfahren zur prädiktiven Strombegrenzung bei einem statischen Bahnstrom-Umrichter | |
| EP0782783B1 (de) | Verfahren zur regelung eines als netzstromrichter fungierenden vierquadrantenstellers | |
| EP2091799B1 (de) | Vorrichtung zur kontaktlosen ermittlung des energiebedarfs eines weichenstellantriebs | |
| CH698741B1 (de) | Verfahren zum Überwachen des Störverhaltens einer Antriebseinheit eines Schienenfahrzeuges. | |
| EP2685581A1 (de) | Versorgung eines Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie über eine abgeschirmte Energieversorgungsleitung | |
| EP2383879A2 (de) | Verfahren und Synchronisationseinrichtung zur Synchronisierung von mindestens zwei RWA- und Lüftungsklappenantrieben | |
| DE102015225956A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Triebfahrzeugs mit einer Wegrollsicherung und ein Triebfahrzeug mit einer solchen Wegrollsicherung | |
| WO1999001916A1 (de) | Überwachungsverfahren für einen stromkreis | |
| EP1493218B1 (de) | Not-aus-system für induktiv versorgte verbraucher | |
| DE102022210180A1 (de) | Überwachung der korrekten Funktion eines Hauptschalters eines Schienenfahrzeugs | |
| EP3442106A1 (de) | Oberspannungssensorfreie antriebsvorrichtung | |
| WO2018086820A1 (de) | Unterwerkseinrichtung, bahnstromversorgungsanlage und verfahren zum speisen von wenigstens einer einphasigen versorgungsleitung | |
| DE102015217952A1 (de) | Energieversorgungseinrichtung für einen Weichenantrieb und Verfahren zur Energieversorgung und Steuerung eines Weichenantriebs | |
| DE19537526A1 (de) | Elektrisch betriebenes Fahrzeug, insbesondere Triebfahrzeug | |
| DE19638574A1 (de) | Stromversorgungsanordnung für Bahnfahrzeuge mit wenigstens einem gleichspannungsgespeisten, geregelten Stromrichter | |
| DE3307970C2 (de) | Gleisstromkreis zur Gleisüberwachung in Eisenbahnsicherungsanlagen | |
| DE102020116684A1 (de) | Verfahren zum Schalten eines elektrischen Verbrauchers, Verwendung eines Testsignals zur Detektion einer Stellung eines elektrischen Schalters, Detektionsanordnung, Schalteinrichtung und korrespondierende Schaltanordnung | |
| EP2348595A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Umrichterwerks eines elektrischen Bahn-Netzes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20130824 |